專利名稱：數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控活塞異型外圓車床，特別涉及一種數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床。
背景技術(shù)：
由于社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求日益提高，活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)中的關(guān)鍵零件，工作在周期變化的高溫高壓的環(huán)境中，活塞各部位受力、受熱所產(chǎn)生變形是不同的，導(dǎo)致工況變差、尾氣污染，因此活塞的品質(zhì)除影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能外，更直接影響到汽車尾氣排放質(zhì)量。為擬合發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)活塞的變形，應(yīng)當(dāng)在常溫狀態(tài)下將活塞制成某種特殊的形 狀?，F(xiàn)代新型發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的縱截面為中凸形、橫截面為橢圓或變橢圓，而且活塞不同高度上的橢圓參數(shù)是變化的，這種復(fù)雜空間曲線，統(tǒng)稱為中凸變橢圓形線。由于這種形線的活塞具有多種優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛采用，但是要保證其外圓形線的輪廓精度和環(huán)槽形狀的位置精度，其加工難度相對(duì)傳統(tǒng)活塞要大得多。在20世紀(jì)80年代，該種活塞的加工方法通常采用硬靠模技術(shù)，這種方法主要存在硬靠模制造難度大，制造成本高，且生產(chǎn)效率極低，產(chǎn)品換型不便等缺點(diǎn)而逐步被淘汰。到20世紀(jì)90年代末，隨著數(shù)控及直線伺服技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，數(shù)控仿形(俗稱“軟靠模”)已廣泛取代硬靠模應(yīng)用至今，數(shù)控活塞異型外圓車床成為目前中凸變橢圓活塞的主要加工設(shè)備。而目前數(shù)控活塞異型外圓車床普遍存在單一性，活塞外圓、端面、環(huán)槽很難實(shí)現(xiàn)組合加工，即使實(shí)現(xiàn)組合加工，通常受到空間裝夾位置的限制而使生產(chǎn)效率變低，難以滿足現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型旨在提供一種能在一次裝夾的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)活塞異性外圓、端面、環(huán)槽組合聯(lián)動(dòng)加工，且裝夾定位準(zhǔn)、加工精度高、生產(chǎn)效率高的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床。本實(shí)用新型提供的一種數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，包括床身、安置于主軸箱體內(nèi)的主軸、用于帶動(dòng)所述主軸的伺服主軸電機(jī)、托板、位于所述床身右側(cè)的尾架、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機(jī)及刀架，其中所述托板包括Zl軸拖板與Z2軸拖板，所述Zl軸拖板與Z2軸拖板上分別布置高頻響直線伺服電機(jī)進(jìn)給及多工位伺服刀塔，分別用于加工活塞變橢圓及活塞頂面與環(huán)槽。其中，所述Zl軸拖板與所述Z2軸拖板獨(dú)立設(shè)置。所述床身為臥式傾斜結(jié)構(gòu)，采用樹脂砂整體鑄件。所述主軸由伺服主軸電機(jī)通過同步帶進(jìn)行傳動(dòng)，主軸的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)由裝在主軸上的第二編碼器提供給音圈式直線電機(jī)伺服控制板卡。[0011]所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括Xl軸與X2軸9，所述Xl軸與X2軸9平行布置于所述Zl軸與所述Z2軸上，所述Xl軸用來調(diào)整活塞加工的大徑尺寸，配有高頻響音圈式直線伺服電機(jī)用于加工活塞外圓變橢圓；所述X2軸9配置多工位伺服刀塔，用于加工活塞環(huán)槽及活塞頂面。所述Zl軸、Z2軸、 Xl軸、X2軸9均由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，且所述Xl軸配置精密光柵尺實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。所述尾架與所述Zl軸連接為一體，且通過所述Zl軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿主軸軸向左右方向移動(dòng)。所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括為配合所述夾具而在所述主軸的尾部裝設(shè)的回轉(zhuǎn)液壓油缸，可實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞的拉緊，且對(duì)所述活塞采用拉緊與尾架套筒頂緊相結(jié)合的方式以保證活塞定位和夾緊的可靠性。所述高頻響音圈式直線伺服電機(jī)與刀架采用一體化設(shè)計(jì)，構(gòu)成直線伺服刀架系統(tǒng)，包括支撐膜片、永磁體、磁路及冷卻入口 ；其中所述線圈繞組與推桿剛性的聯(lián)結(jié)在一起，并由平行的彈性支撐膜片支撐與導(dǎo)向，車刀固定在刀架頭部隨著可動(dòng)部分推桿一起運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)異形外圓加工。切所述線圈繞組位于所述永磁體的環(huán)形磁場(chǎng)中，當(dāng)在線圈繞組中通入電流時(shí)，線圈繞組便受到洛侖滋力作用，通過推桿、彈性支撐膜片作用就轉(zhuǎn)化為刀架的位移量，從而完成切削加工。所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括數(shù)控系統(tǒng)，且所述數(shù)控系統(tǒng)中植入有變橢圓型面活塞數(shù)控加工的數(shù)學(xué)模型及軟件模塊。本實(shí)用新型提供的所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床其床身采用臥式傾斜結(jié)構(gòu)且采用樹脂砂整體鑄件，受力好、精度保持性高、裝夾方便；其尾架與Zl軸連接為一體且通過Zl軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿主軸軸向左右移動(dòng)，可滿足不同活塞長(zhǎng)度加工；其對(duì)活塞采用拉緊與尾架套筒頂緊相結(jié)合的方式，可保證活塞定位和夾緊的可靠性；其兩刀架分別置于獨(dú)立的上下拖板上，各進(jìn)給軸除可單獨(dú)控制外，還可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工，在設(shè)備制造成本相當(dāng)?shù)臈l件下，其生產(chǎn)效率比現(xiàn)有活塞異型外圓車床可提高2-4倍；且由于其在一次裝夾定位中可完成活塞外圓、頂面與環(huán)槽的加工，消除其它加工工序?qū)钊愋谓孛婕庸ぞ鹊挠绊?，有利于保證各加工要素間的相互位置關(guān)系，使活塞的品質(zhì)得到顯著的提升。

圖I為本實(shí)用新型提出的一種數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中直線伺服刀架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號(hào)說明I床身2主軸3多工位刀架4尾架5Z1軸拖板6Z2軸拖板7直線伺服刀架 8X1軸9X2軸971第一支撐膜片 72第二支撐膜片 73第三支撐膜片74永磁體75磁路76冷卻入口具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案請(qǐng)參照?qǐng)DI及圖2，為本實(shí)用新型提供的一種數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，包括床身I、安置于主軸2箱體內(nèi)的主軸2、用于帶動(dòng)所述主軸2的伺服主軸電機(jī)、托板、位于所述床身I右側(cè)的尾架4、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機(jī)及刀架，其中所述托板包括Zl軸拖板5與Z2軸拖板6，所述Zl軸拖板5與Z2軸拖板6上分別布置高頻響直線伺服電機(jī)進(jìn)給及多工位刀架3，分別用于加工活塞變橢圓及活塞頂面與環(huán)槽。其中，所述Zl軸拖板5與所述Z2軸拖板6獨(dú)立設(shè)置。所述床身I為臥式傾斜結(jié)構(gòu),采用樹脂砂整體鑄件。所述主軸2由伺服主軸電機(jī)通過同步帶進(jìn)行傳動(dòng)，主軸2的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)由裝在主軸2上的第二編碼器提供給音圈式直線電機(jī)伺服控制板卡。所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括Xl軸8與X2軸，所述Xl軸8與X2軸平行布置于所述Zl軸與所述Z2軸上，所述Xl軸8用來調(diào)整活塞加工的大徑尺寸，配有高頻響音圈式直線伺服電機(jī)用于加工活塞外圓變橢圓；所述X2軸配置多工位刀架3，用于加工活塞環(huán)槽及活塞頂面。所述Zl軸、Z2軸、Xl軸8、X2軸均由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，且所述Xl軸8配置精密光柵尺實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。所述尾架4與所述Zl軸連接為一體，且通過所述Zl軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿主軸2軸向左右方向移動(dòng)。所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括為配合所述夾具而在所述主軸2的尾部裝設(shè)的回轉(zhuǎn)液壓油缸，可實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞的拉緊，且對(duì)所述活塞采用拉緊與尾架4套筒頂緊相結(jié)合的方式以保證活塞定位和夾緊的可靠性。所述高頻響音圈式直線伺服電機(jī)與刀架采用一體化設(shè)計(jì)，構(gòu)成直線伺服刀架7系統(tǒng)，包括支撐膜片、永磁體74、磁路75及冷卻入口 76，且所述支撐膜片具體為三個(gè)，分別為第一支撐膜片71、第二支撐膜片72及第三支撐膜片73 ;其中所述線圈繞組與推桿剛性的聯(lián)結(jié)在一起，并由平行的彈性支撐膜片支撐與導(dǎo)向，車刀固定在刀架頭部隨著可動(dòng)部分推桿一起運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)異形外圓加工。切所述線圈繞組位于所述永磁體的環(huán)形磁場(chǎng)中，當(dāng)在線圈繞組中通入電流時(shí)，線圈繞組便受到洛侖滋力作用，通過推桿、彈性支撐膜片作用就轉(zhuǎn)化為刀架的位移量，從而完成切削加工。所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床還包括數(shù)控系統(tǒng)，且所述數(shù)控系統(tǒng)中植入有變橢圓型面活塞數(shù)控加工的數(shù)學(xué)模型及軟件模塊。本實(shí)用新型提供的所述數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床其床身I采用臥式傾斜結(jié)構(gòu)且采用樹脂砂整體鑄件，受力好、精度保持性高、裝夾方便；其尾架4與Zl軸連接為一體且通過Zl軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿主軸2軸向左右移動(dòng)，可滿足不同活塞長(zhǎng)度加工；其對(duì)活塞采用拉緊與尾架4套筒頂緊相結(jié)合的方式，可保證活塞定位和夾緊的可靠性；其兩刀架分別置于獨(dú)立的上下拖板上，各進(jìn)給軸除可單獨(dú)控制外，還可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工，在設(shè)備制造成本相當(dāng)?shù)臈l件下，其生產(chǎn)效率比現(xiàn)有活塞異型外圓車床可提高2-4倍；且由于其在一次裝夾定位中可完成活塞外圓、頂面與環(huán)槽的加工，消除其它加工工序?qū)钊愋谓孛婕庸ぞ鹊挠绊懀欣诒ＷC各加工要素間的相互位置關(guān)系，使活塞的品質(zhì)得到顯著的提升。上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。·
權(quán)利要求1.一種數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，其特征在于，包括床身、安置于主軸箱體內(nèi)的主軸、用于帶動(dòng)所述主軸的伺服主軸電機(jī)、托板、位于所述床身右側(cè)的尾架、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機(jī)及刀架，其中所述托板包括Zl軸拖板與Z2軸拖板，所述Zl軸拖板與Z2軸拖板上分別布置高頻響直線伺服電機(jī)進(jìn)給及多工位伺服刀塔，分別用于加工活塞變橢圓及活塞頂面與環(huán)槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，其特征在于，所述Zl軸拖板與所述Z2軸拖板獨(dú)立設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，其特征在于，所述床身為臥式傾斜結(jié)構(gòu)，采用樹脂砂整體鑄件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，其特征在于，所述主軸由伺服主軸電機(jī)通過同步帶進(jìn)行傳動(dòng)，主軸的旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)由裝在主軸上的第二編碼器提供給音圈式直線電機(jī)伺服控制板卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，其特征在于，還包括Xl軸與X2軸，所述Xl軸與X2軸平行布置于所述Zl軸與所述Z2軸上，所述Xl軸用來調(diào)整活塞加工的大徑尺寸，配有高頻響音圈式直線伺服電機(jī)用于加工活塞外圓變橢圓；所述X2軸配置多工位伺服刀塔，用于加工活塞環(huán)槽及活塞頂面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，其特征在于，所述Zl軸、Z2軸、Xl軸、X2軸均由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，且所述Xl軸配置精密光柵尺實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，所述尾架與所述Zl軸連接為一體，且通過所述Zl軸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿主軸軸向左右方向移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，還包括為配合所述夾具而在所述主軸的尾部裝設(shè)的回轉(zhuǎn)液壓油缸，可實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞的拉緊，且對(duì)所述活塞采用拉緊與尾架套筒頂緊相結(jié)合的方式以保證活塞定位和夾緊的可靠性。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，所述高頻響音圈式直線伺服電機(jī)與刀架采用一體化設(shè)計(jì)，構(gòu)成直線伺服刀架系統(tǒng)，包括支撐膜片、永磁體、磁路及冷卻入口 ；其中所述線圈繞組與推桿剛性的聯(lián)結(jié)在一起，并由平行的彈性支撐膜片支撐與導(dǎo)向，車刀固定在刀架頭部隨著可動(dòng)部分推桿一起運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)異形外圓加工。切所述線圈繞組位于所述永磁體的環(huán)形磁場(chǎng)中，當(dāng)在線圈繞組中通入電流時(shí)，線圈繞組便受到洛侖滋力作用，通過推桿、彈性支撐膜片作用就轉(zhuǎn)化為刀架的位移量，從而完成切削加工。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，還包括數(shù)控系統(tǒng)，且所述數(shù)控系統(tǒng)中植入有變橢圓型面活塞數(shù)控加工的數(shù)學(xué)模型及軟件模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種數(shù)控雙拖板雙刀架異型外圓車床，用于加工變橢圓型面活塞，包括床身、主軸、伺服主軸電機(jī)、托板、位于所述床身右側(cè)的尾架、夾具、高頻響音圈式直線伺服電機(jī)及刀架，其中所述托板包括Z1軸拖板與Z2軸拖板，所述Z1軸拖板與Z2軸拖板上分別布置高頻響直線伺服電機(jī)進(jìn)給及多工位伺服刀塔。其床身采用臥式傾斜結(jié)構(gòu)且采用樹脂砂整體鑄件，受力好、精度保持性高、裝夾方便；尾架與Z1軸連接為一體可滿足不同活塞長(zhǎng)度加工；兩刀架分別置于獨(dú)立的上下拖板上，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)加工，生產(chǎn)效率高；且由于其在一次裝夾定位中可完成活塞外圓、頂面與環(huán)槽的加工，有利于保證各加工要素間的相互位置關(guān)系，活塞品質(zhì)可得到顯著的提升。
文檔編號(hào)B23B5/24GK202763054SQ201220335288
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者伍超, 涂陽虎, 楊金剛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙金博數(shù)控機(jī)床有限公司